'베트남에서 만드는' 반도체 칩의 꿈 실현

베트남 사람 한 명당 휴대전화, 텔레비전, 냉장고 등을 구매하려면 최소 20개의 칩이 필요합니다. 1억 명의 인구와 젊은 인구 구조를 갖춘 베트남은 국내외 칩 공급업체 모두에게 매력적인 시장이 되었습니다.

2022년 9월 28일, 마이크로칩을 설계하고 제조하는 회사(FPT Software 산하)인 FPT Semiconductor가 의료 분야를 위한 사물 인터넷(IoT) 제품에 적용되는 최초의 마이크로칩 라인을 공식 발표하면서, 베트남에서 최초로 상업용 칩을 공급하는 회사가 되었습니다.

2023년 10월 28일, 군사 산업-통신 그룹( Viettel )은 칩 제조 분야에서 가장 복잡한 기술 중 하나인 5G 칩의 성공적인 연구를 발표했습니다.

2023년 지정학적 변화, 동남아시아의 중심적 위치, 과학적 연구 개발 추세는 베트남 칩 산업이 "천기-유리한 위치-인민의 조화"의 위치에 진입하는 데 도움이 되었습니다.

베트남 칩은 뛰어난 장점을 많이 가지고 있지만, 현재까지 베트남 전자 기기의 100%가 외국산 칩을 사용하고 있습니다. 이는 베트남 칩 산업의 미래가 아직 무궁무진함을 보여줍니다.

그러나 이러한 잠재력을 활용하고 "메이크 인 베트남" 반도체 칩의 꿈을 실현하기 위해서는 적절한 방향성이 필요합니다. 가까운 미래에는 고급 인력 양성을 촉진하고, 반도체 칩 분야 스타트업 생태계를 조성하며, 반도체 칩 사업에 대한 우대 정책을 마련하는 것이 필수적입니다.

(그래픽: NDO)

하노이 과학기술대학교 마이크로회로 설계 연구실 전자학과 부교수이자 응우옌 득 민 박사는 베트남의 반도체 산업은 1979년 Z181 공장(사오마이 일렉트로닉스 원멤버 주식회사) 설립을 계기로 부상하기 시작했다고 밝혔습니다. 하지만 베트남이 전쟁과 금수조치의 악순환에 빠지면서 반도체 산업은 발전할 수 없었습니다. 그러던 중 미국의 자본과 기술 지원을 바탕으로 한국과 대만(중국)의 반도체 산업이 급속도로 발전하기 시작했습니다.

응우옌 득 민(Nguyen Duc Minh) 준교수는 "미국이 1960~2000년대에 생산 비용을 최적화하고 전략적 경제 및 기술적 파트너십을 발전시켜야 했던 황금기를 놓쳤다"고 말했습니다.

2008년 1월 16일, 베트남은 최초의 "자체 개발" 칩을 발표했습니다. 이는 호치민시 국립대학교 집적회로 설계 연구 및 교육 센터(ICDREC)의 강사와 젊은 엔지니어들이 개발한 제품이었습니다. 높은 기대에도 불구하고, 이 칩은 상업적으로 성공하지 못했습니다.

2023년 미국과 베트남은 양자 관계를 포괄적 전략적 파트너십으로 격상했습니다. 공동 성명을 통해 양국은 베트남이 반도체 산업의 핵심 국가로 도약할 잠재력을 인정했습니다. 팬데믹과 지정학적 격변 속에서 베트남 반도체 산업은 45년간의 기다림 끝에 변화의 기회를 맞이했습니다.

응우옌 득 민(Nguyen Duc Minh) 부교수에 따르면, 반도체 산업 체인은 미국, 대만(중국), 일본, 한국, 유럽을 필두로 연구 개발 센터, 마이크로칩 설계 센터, 패키징 공장이 전 세계에 퍼져 있는 등 고도로 세계화되어 있습니다.

하노이 과학기술대학교 전자공학과 마이크로회로 설계 연구실 책임자인 응우옌 득 민(Nguyen Duc Minh) 박사 부교수.

특히 설계 단계는 미국에 집중되어 있고, 생산은 대만(중국)과 한국에서 이루어지며, 일본과 유럽은 중요한 도구, 기계, 원자재를 공급합니다. 그러나 자연재해, 전염병, 그리고 최근 지정학적 갈등으로 인한 반도체 공급망의 긴장 이후, 주요 국가와 기업들은 대만(중국) 이외의 국가 또는 자국에 새로운 생산 및 설계 시설을 건설하는 데 투자하여 공급원을 다각화하고자 노력하고 있습니다.

"반도체 산업의 공급망 변화 추세는 베트남이 반도체 산업 체인에 점진적으로 참여할 수 있는 기회가 될 것입니다. 이를 통해 생산성, 품질, 지적 자산, 그리고 제품 및 소득의 부가가치를 높일 수 있는 토대가 마련될 것입니다."라고 응우옌 득 민 부교수는 평가했습니다.

(그래픽: NDO)

FPT는 베트남에서 최초로 상업용 칩을 생산하는 기업입니다. FPT Corporation은 10년간의 연구를 통해 약 25종의 칩을 개발했습니다. 이러한 칩 라인의 대부분은 28nm에서 130nm까지의 크기를 가진 중급 기술입니다. FPT Information System Company의 회장인 Tran Dang Hoa 씨는 "저희가 중급 기술을 선택한 이유는 낮은 투자 비용, 낮은 생산 비용, 그리고 낮은 판매 가격 때문입니다."라고 간략하게 설명했습니다.

그는 또한 FPT가 다른 국가의 동일 세그먼트 칩에 비해 특별한 경쟁 우위를 가지고 있는 것은 독점적인 칩 "맞춤형" 기술 때문이라고 말했습니다.

구체적으로, 대만(중국)이 모든 고객과 모든 기기에 판매할 칩 모델이 하나뿐인 반면, FPT는 고객의 의도된 용도에 맞춰 칩 설계를 개인화할 수 있는 역량을 갖습니다. 예를 들어, 카메라용 별도 전원 칩, 휴대전화용 별도 전원 칩, 프린터용 별도 전원 칩 등을 제공할 수 있습니다.

FPT는 고객의 사용 목적에 맞춰 칩 설계를 개인화할 수 있는 역량을 갖추고 있습니다.

하지만 이 시장은 규모가 크지 않고 많은 노력이 필요합니다. 따라서 칩 산업이 발달한 국가들은 첨단 칩에만 집중하고 "맞춤형" 분야에는 우선순위를 두지 않는 경우가 많습니다. 이러한 환경은 베트남에 틈새 시장을 형성했으며, 특히 베트남이 인적 자원 측면에서 큰 우위를 점하고 있는 상황에서 더욱 그렇습니다.

FPT는 지역 내 많은 국가처럼 칩 테스트 및 패키징부터 시작하는 추세와는 달리, 첫 단계로 칩 설계를 선택했습니다. 구체적으로, 개발된 25종의 칩 중 베트남 엔지니어들은 설계 단계만 담당하고 있으며, 생산, 패키징, 테스트 단계 전체는 모두 해외에서 진행됩니다.

"칩 제조는 투자 금액이 수십억 달러에 달하는 대규모 문제입니다. 이는 막대한 자원을 소모하는 경쟁으로, 투자 여력이 거의 없습니다."라고 쩐 당 호아 씨는 분석했습니다.

FPT 정보 시스템 회사의 회장, Tran Dang Hoa 씨.

반대로 칩 설계는 주로 사람에 달려 있습니다. 베트남은 1억 명의 인구를 보유하고 있으며, 수학과 프로그래밍에 능숙한 사람들이 많아 칩 설계팀을 구성하는 데 중요한 조건입니다.

같은 견해를 공유하는 응우옌 득 민(Nguyen Duc Minh) 하노이 과학기술대학교 부교수 또한 베트남은 반도체 칩 제조 공정의 기본 단계인 설계, 제조, 테스트, 패키징 단계에서 향후 10년 내에 반도체 웨이퍼 제조 단계를 일시적으로 건너뛰고 설계 단계에 집중하여 연구 개발 센터를 설립하고 국내외 자본을 투자해 마이크로칩을 설계해야 한다고 말했습니다.

"설계 단계에서 부가가치의 50%가 창출되고, 웨이퍼 제조를 포함한 제조 단계에서는 24%, 패키징 및 테스트 단계에서는 6%가 창출됩니다. 특히 웨이퍼 제조에는 막대한 투자 자본과 높은 수준의 과학, 기술 및 경영 개발이 필요합니다. 설계 단계에서는 최종 제품을 소유함으로써 수익을 창출할 수 있기 때문에 높은 부가가치를 창출할 수 있는 뛰어난 혁신 능력이 요구됩니다."라고 응우옌 득 민 부교수는 설명했습니다.

또한, 기술대학 전문가에 따르면, 공급망의 변화 추세를 예측하고 외국인 직접 투자를 통해 포장 및 테스트 공장을 설립하는 것도 베트남에 적합한 조치입니다.

현재 반도체 산업의 가장 큰 시장 동인은 인공지능(AI) 애플리케이션(서버용 AI 칩, 사물인터넷(IoT) 기기용 AI 칩)과 차량용 애플리케이션입니다. 베트남이 개발에 집중 투자할 수 있는 연구개발 방향은 바로 이러한 것들입니다.

하노이 과학기술대학교 BKIC 연구실에서 설계한 무선 송수신기 회로.

또한, 센서, LED 제어 등 시장 수요가 큰 구형 기술을 사용하는 칩이나 국가 안보 및 국방 분야의 정보 보안을 위한 보안 및 암호화 칩에도 투자가 필요할 수 있습니다. 응우옌 득 민 부교수는 "어떤 종류의 반도체 칩에 집중하든 시장 수요는 반드시 신중하게 고려해야 할 요소입니다."라고 강조했습니다.

FPT 정보 시스템 회사 회장 쩐 당 호(Tran Dang Ho)는 세계 칩 시장에서 베트남의 입지를 강화하기 위해 민간 부문의 적극적인 참여가 필요하다고 강조했습니다. "우리에게 필요한 것은 한두 회사, 한두 사람이 아니라 수백 개의 회사가 참여하는 산업 전체입니다. 베트남을 선택의 폭이 넓은 '시장'으로 만들어야 합니다. 투자자들이 특정 회사를 좋아하지 않으면 다른 회사를 찾을 수 있습니다."라고 호아 회장은 강조하며, 베트남의 내재적 경쟁력을 활용하여 세계 칩 시장에서 베트남의 매력을 높여야 한다고 강조했습니다.

반도체 산업의 인적 자원과 관련하여, 쩐 당 호아 씨는 베트남 국민들이 수학과 자연 과학에 매우 능숙하기 때문에 인적 자원 측면에서 큰 우위를 가지고 있다고 평가했습니다. 우리는 100만 명의 프로그래머를 보유한 소프트웨어 산업을 구축했습니다. 베트남의 소프트웨어 산업은 세계 평균 수준과 비교해도 뒤지지 않습니다.

FPT 담당자에 따르면, 소프트웨어에서 하드웨어로의 전환은 특정 단계에서 큰 어려움이 없습니다. FPT는 소프트웨어 엔지니어를 교육하고 하드웨어, 즉 칩 제조 분야로 전환하는 데 평균 6개월에서 1년이 걸립니다. 물론 칩 설계 과정은 여러 단계로 구성되며, 어떤 단계에서는 인력 양성에 5년, 10년에서 20년이 걸립니다. 하지만 엔지니어가 6개월에서 1년 정도의 교육만으로 업무를 수행할 수 있는 매우 간단한 단계도 있습니다.

FPT 정보 시스템 회사 회장 Tran Dang Hoa 씨

"이 산업의 인적 자원은 까다롭지 않지만 꼼꼼하고 세심해야 합니다. 많은 한국과 일본 엔지니어들이 칩 설계를 좋아하지 않는 이유는 이 산업이 그다지 역동적이지 않기 때문입니다. 실제로 많은 베트남인들이 칩 설계 분야에서 전 세계적으로 명성을 얻고 있습니다."라고 호아 씨는 말했습니다. 또한, 낮은 인건비 또한 베트남의 경쟁력 중 하나입니다.

정보통신부 응우옌 마잉 훙 장관은 STEM 분야에 대한 열정이 베트남 국민의 DNA와 같다고 말하며, 반도체 산업에서 베트남 인적 자원의 이점을 강조했습니다. 베트남 국민의 자질은 반도체 산업 발전에 매우 적합합니다.

하노이 과학기술대학교의 응우옌 득 민(Nguyen Duc Minh) 부교수에 따르면, 베트남의 인적 자원은 아직 비교적 젊으며, 전국의 대학에 매년 입학하는 약 60만 명의 학생 중 STEM 전공을 공부하는 학생 수는 약 30%에 불과합니다 (출처: 세계경제포럼) .

베트남의 인적자원은 전자-반도체 분야에 종사하는 데 필요한 수학적, 물리적, 화학적 능력은 상당히 우수한 것으로 평가되지만, 고정밀성이 요구되는 산업에서 가장 중요한 요소인 외국어 능력과 전문적인 업무 태도는 여전히 취약합니다.

영어: 자세한 내용은 Nguyen Duc Minh 부교수 박사가 하노이 과학기술대학교가 반도체, 설계, 마이크로칩 및 전자 장치 제조 분야에서 연구 및 교육의 전통을 가지고 있다고 말했습니다. 1970년대부터 이 대학의 수학 및 물리학부 산하 고체물리학과는 반도체 분야에 대한 심층적인 교육과 함께 고체물리학에 대한 학생들을 교육하기 시작했습니다. 1977년 네덜란드의 도움으로 하노이 과학기술대학교는 고체물리학과에서 관리 및 운영하는 베트남 최초의 클린룸 마이크로일렉트로닉스 연구실을 건설했습니다. 1977년 이 마이크로일렉트로닉스 연구실에서 Vu Dinh Cu 교수가 이끄는 전문가 그룹은 당시 최신 기술이었던 게이트 전극으로 다결정 실리콘을 사용하는 MOS(금속-산화물-반도체) 구조 기반의 베트남 최초의 전계효과 트랜지스터를 성공적으로 제조했습니다.

하노이 과학기술대학교 전자통신학과는 2010년부터 전자 및 컴퓨터 공학 분야의 기초 지식을 갖춘 마이크로칩 설계 엔지니어를 양성해 왔습니다. 2023년부터는 마이크로칩 설계가 전자통신학과의 전공으로 편입될 예정입니다.

또한 작년에 하노이 과학기술대학교는 재료학부 산하에 마이크로칩 제조 엔지니어 양성을 위한 마이크로전자 및 나노기술 공학 프로그램을 공식 개설했습니다. 하노이 과학기술대학교의 마이크로칩 교육 프로그램 총 정원은 연간 약 700명입니다.

2023년 11월 제15대 국회 제6차 회의에서 응우옌 낌 선 교육훈련부 장관은 베트남에 현재 반도체 또는 정보기술, 전자, 통신 등 관련 분야를 직접 교육하는 35개의 고등교육기관이 있다고 밝혔습니다. 관련 분야를 공부하는 학생들은 보충 및 편입을 통해 즉시 해당 분야 취업에 필요한 인력을 확보할 수 있습니다.

장관은 2024년에는 반도체 직접 설계 분야에서 1,000명 이상의 인력을 채용하고 교육할 것으로 예상된다고 밝혔습니다. 관련 분야에서는 약 7,000명을 채용할 예정이며, 채용 규모는 매년 20%에서 30%로 점진적으로 증가할 것입니다.

전문가들에 따르면, 베트남은 공급망 변화의 물결을 타고 반도체 산업 체인에 참여할 수 있는 거대하고 마지막 기회에 직면해 있습니다. 그러나 이 기회를 포착하고 성공적으로 활용하려면 베트남은 지금 당장 행동하고 향후 20년을 위한 장기 전략을 수립해야 합니다.

중앙경제관리연구소(CIEM) 전 부소장인 경제학자 보 찌 탄(Vo Tri Thanh)은 베트남이 현재 반도체 제조 공급망에서 설계, 패키징, 테스트의 세 단계에만 참여하고 있다고 말했습니다. 하지만 앞으로 베트남은 설계, 생산, 패키징 및 테스트, 장비 제조, 그리고 핵심 기술을 숙달할 수 있는 다양한 부품을 사용하는 다각화된 사업 분야를 아우르는 전체 반도체 산업 생태계의 중요한 연결 고리로 발전할 것으로 기대됩니다.

경제학자 보 트리 탄(Vo Tri Thanh), 중앙경제관리연구소(CIEM) 전 부소장

탄 씨는 베트남이 발전을 필요로 하는 전환점에 접어들고 있다고 평가했습니다. 지금은 새로운 트렌드, 친환경, 디지털, 공급망 전환 등을 빠르게 따라잡아야 하는 시기입니다. 이러한 도약을 활용하지 못하면 베트남의 발전은 매우 어려울 것입니다.

그에 따르면, 이를 위해 베트남은 국가혁신센터(NIC)와 하노이, 호찌민, 다낭의 첨단기술단지에 반도체 기업을 위한 "인큐베이터" 네트워크를 구축하고, 충분한 고급 인력, 기술 인력, 실무 엔지니어를 확보해야 합니다. 특히 베트남의 강점 중 하나인 전자 기술과 반도체 산업을 연계하는 것이 필수적입니다.

FPT 정보 시스템 회사의 회장인 Tran Dang Hoa는 또한 베트남이 제조 공장, 설계 회사, 학교, 연구소 등을 포함한 완전한 구성 요소를 갖춘 반도체 산업 생태계를 구축해야 한다고 말했습니다. 베트남에는 국내 제조 공장이 없다는 사실을 언급하면서 Hoa 회장은 외국 기업과 파트너에게 베트남에 공장을 열도록 신속하게 요청해야 한다고 제안했습니다.

다른 관점에서, 응우옌 득 민 준교수 박사는 반도체 산업은 전기와 물 요구 사항 측면에서 매우 엄격한 산업이며, 현재 베트남은 이러한 요구 사항을 충족하지 못하고 있다고 강조했습니다.

하노이 과학기술대학교 전문가들은 반도체 웨이퍼 제조 공장에서 하루 약 4천만 리터(4만㎥)의 물을 소비한다고 밝혔습니다. 이는 12만 명이 소비하는 양과 맞먹는 양입니다. 그중 최대 76%는 초청정 기준을 충족하는 정수입니다. 반도체 기술에 필요한 초청정수를 얻으려면 증류, 이온 분리, 용존 물질 제거 등 여러 공정을 거쳐야 하므로, 실제로 소비되는 물의 양은 4만㎥보다 몇 배 더 많아야 합니다.

또한, 2021년 전체 반도체 제조 산업은 최대 1,490억 kWh의 전력을 소비했는데, 이는 연간 2,500만 명이 소비하는 전력량에 해당합니다. 공장 한 개당 연간 약 40억 kWh의 전력과 3,000만 m³의 초정수(淨水)를 소비해야 하는 반면, 호아빈 수력 발전소의 전력 생산량은 연간 90~100억 kWh에 달합니다.

반도체 산업은 초순수와 함께 생산을 위한 초청정 환경, 즉 클린룸을 필요로 합니다. 클린룸의 청정도는 단위 부피 내 특정 크기보다 작은 입자의 수로 결정됩니다. 반도체 산업에서 대부분의 집적회로 제조는 클래스 100 클린룸에서 이루어집니다. 즉, 1세제곱피트(1ft³ = 28.3리터)의 공기에 직경 0.5µm(1µm = 0.0000001m) 이상의 먼지 입자가 최대 100개까지 존재할 수 있습니다. 기술이 발전할수록 먼지 입자의 임계 크기는 더욱 작아집니다. 이러한 클린룸을 운영하거나 유지하는 데에도 이미 막대한 전력이 소비됩니다.

하노이 과학기술대학교의 반도체 제조 테스트 클린룸.

반도체 공장 건설이 베트남의 깨끗한 물과 전기 공급에 대한 부담을 가중시킬 것으로 예상됩니다. 응우옌 득 민 부교수에 따르면, 베트남이 반도체 제조 산업을 발전시키려면 깨끗한 물과 전기 공급을 늘리기 위한 마스터플랜을 갖춘 장기 전략이 필요합니다.

반도체 산업은 공장당 연간 최대 100만 톤의 이산화탄소를 배출하는 것으로 알려져 있습니다. 한편, 베트남은 2025년까지 약 6,500만 톤의 이산화탄소를 배출할 것으로 예상됩니다. 따라서 반도체 공장은 베트남 전체 배출량의 약 1.6%를 차지하게 됩니다. 특히, 기존 기술을 수입할 경우 공장의 배출량은 더욱 증가하게 됩니다. 응우옌 득 민 부교수는 "따라서 깨끗하고 친환경적인 에너지원을 장려하고 깨끗하고 친환경적인 기술만 허용하는 것은 베트남이 추구해야 할 방향입니다."라고 말했습니다.

인적 자원 측면에서 전문가들은 전 세계적으로 반도체 산업의 인적 자원이 부족하다는 점에 대해 동일한 의견을 공유하고 있으며, 베트남은 가까운 미래에 베트남에 투자할 때 국제 반도체 기업의 채용 수요를 충족하기 위해 지금부터 이러한 고품질 인적 자원을 준비해야 한다고 생각합니다.

최근 일련의 국내 대학 및 교육 기관이 전자, 마이크로칩 및 반도체 분야의 학생을 등록하여 2030년까지 베트남 반도체 산업을 위한 약 50,000명의 인력을 양성하고 개발한다는 어려운 목표를 목표로 한다고 발표했습니다. 가장 최근에는 하노이 국립 대학교, 호치민 국립 대학교, 다낭 대학교, 하노이 과학기술 대학교, 우정통신기술 아카데미를 포함한 5개의 고등 교육 기관이 잠재력과 강점을 촉진하기 위한 양해각서에 서명하고 베트남 고등 교육 기관과 행동 계획에 동의하여 반도체 산업의 개발 요구에 부응하는 고품질 인력 양성의 질과 효과를 보장하고 개선할 준비를 갖추었습니다.

하노이 과학기술대학교 마이크로칩 설계 연구실 학생

응우옌 득 민(Nguyen Duc Minh) 부교수에 따르면, 반도체 산업에 적합한 인적 자원을 확보하는 것은 필수적이지만, 베트남 반도체 엔지니어의 생산 품질 또한 특별한 주의가 필요한 문제입니다. 반도체 산업은 단순한 전문 교육이 아닌 경험이 풍부한 인적 자원을 요구하는 다소 "보수적인" 산업이기 때문에 기업의 채용 요구 사항을 충족하는 방법을 찾아야 합니다.

또한, 반도체 산업 인력 양성에는 최소 4년이 소요될 것으로 예상됩니다. 전문가들은 가까운 미래에 반도체 인력이 시장에 참여해야 할 경우, 컴퓨터 공학, 전자공학, 전기 및 자동화, 공학 물리학 등 다양한 분야의 가용 엔지니어링 자원을 활용하는 것이 현실적인 해결책이라고 생각합니다.

국가 관리 측면에서 정보통신부는 중국, 인도, 일본, 한국, 말레이시아, 싱가포르 등 지역 국가들이 반도체 산업에 대한 특별 인센티브를 제공하는 상황에서 베트남은 국내 강점을 활용하고 해외 자원을 활용하여 적합한 개발 전략을 수립할 수 있는 솔루션과 정책이 필요하다고 강조했습니다.

구체적으로는 투자 유치, 전문인력 유치, 지원기업 및 교육훈련 시설 확충 등 구체적이고 탁월한 정책을 수립하여 반도체 산업 발전에 획기적인 진전을 가져올 수 있는 메커니즘 및 정책 체계를 완벽화해야 합니다.